京津冀地區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀及治理對策

馬姣 胡象明（北京航空航天大學(xué)人文社會科學(xué)學(xué)院，北京 100191）

0 引言

隨著工業(yè)快速發(fā)展，環(huán)境污染越來越受到人們的重視，而土壤重金屬污染正以區(qū)別于水體污染和空氣污染的隱匿形態(tài)，悄然影響著人們的生活。近年來，隨著京津冀一體化協(xié)同發(fā)展的方針政策的實施，環(huán)境污染問題已然成為阻礙經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸。

重金屬作為一類持久性無機污染物，與其它無機或有機污染物不同，難以遷移或降解，持續(xù)累積導(dǎo)致污染逐漸加重，最終可通過水、植物等媒介進入人體，威脅健康[1]。基于食品安全方面的問題，人們長期以來對農(nóng)業(yè)土壤和農(nóng)作物中的重金屬積累更為關(guān)注，然而，許多研究表明，城市土壤中重金屬元素已有不同程度的積累，且重金屬含量要大于附近郊區(qū)及農(nóng)業(yè)土壤[2]。

1 京津冀地區(qū)土壤重金屬污染源解析

土壤功能區(qū)劃對土壤重金屬污染分布影響顯著，總體而言，重金屬污染由重到輕依次為工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、風(fēng)景區(qū)[3-4]，其中工業(yè)區(qū)以Cd、Pb污染為主，而居民區(qū)和商業(yè)區(qū)則主要是Cu、Zn等污染物的積累。

1.1 大氣污染跨界轉(zhuǎn)移

通常，金屬冶煉、交通運輸、能源熱力和建筑材料生產(chǎn)都會排放顆粒物和污染氣體，重金屬（除汞以外）多以氣溶膠形態(tài)進入大氣環(huán)境并遷移，因降水或自然沉降到達土壤淺層。

金屬冶煉方面，京津冀地區(qū)鋼鐵冶金類企業(yè)相對集中，且地區(qū)產(chǎn)量位居全國之首。鋼鐵生產(chǎn)流程中主要以燒結(jié)等高溫工藝易于產(chǎn)生顆粒物及氣態(tài)污染物，重金屬也隨之排放進入大氣環(huán)境。以首鋼舊廠地區(qū)表層土壤重金屬的研究[5]為例，平均含量超出當(dāng)?shù)乇尘爸档闹亟饘僭匕≒b、Cd、Zn、Hg，其中Cd含量的最大值超出當(dāng)?shù)乇尘爸?倍，Hg含量超出近38倍。

交通運輸方面，大型運輸車輛超標排放和城市道路擁堵導(dǎo)致的車輛怠速排放對大氣污染的貢獻尤為突出，包括汽油、發(fā)動機、潤滑油、輪胎等因燃燒、高溫或磨損釋放出Pb、Cd、Cr、Cu、Zn等重金屬，污染物呈帶狀分布,與排放源距離呈線性分布，且沿公路延長方向兩側(cè)污染強度減弱。

能源熱力方面，普通燃煤中含有Pb、Hg、Ce、Ti、Cr等，石油中含有Hg，燃燒過程中，重金屬可揮發(fā)伴隨懸浮顆粒排放進入大氣，距離排放源10km的范圍內(nèi)的沉降數(shù)量可達近30%。在城市土壤中累積的重金屬,將對人體健康、城市生態(tài)及環(huán)境保護產(chǎn)生長期效應(yīng)[6]。

1.2 水體污染跨界轉(zhuǎn)移

重金屬水體污染跨界轉(zhuǎn)移主要源于缺水地區(qū)農(nóng)業(yè)污水灌溉。作為全國水資源最為缺乏的大城市之一，天津市人均水資源占有量低于200m3，而農(nóng)業(yè)用水資源更為緊缺。因污灌已形成大沽、北塘和北京三條排污河流，進而成為天津市近郊農(nóng)田土壤重金屬污染的最主要來源，導(dǎo)致某些地區(qū)土壤重金屬含量嚴重超標，污染物主要為Hg、Cd和Cr。研究表明，污水經(jīng)過時，土壤對重金屬污染物進行截留固定等作用，超過90%的Hg被土壤吸附，通常累積在土壤表層并呈自上而下的遞減規(guī)律。土壤中Hg的最高含量可達1.93mg/kg，顯著超過1mg/kg，已經(jīng)造成重度污染。Cd易于吸附在水體中的懸浮物上，污染范圍較小，但易導(dǎo)致局部土壤污染較重。污水中的Cr一般以Cr3+或Cr6+形式存在，Cr3+易于被土壤吸附固定，而Cr6+可被土壤中的有機質(zhì)還原為Cr3+后固定。

1.3 固體廢棄物污染擴散

固體廢棄物種類繁多，成分復(fù)雜，主要包含工業(yè)固體廢棄物與城市生活垃圾兩個方面。工業(yè)活動所產(chǎn)生的廢渣是重金屬的重要載體，尤其是一些金屬冶煉廠，廢渣中的重金屬含量極高[7]，無處理堆放或直接混入土壤，對土壤環(huán)境造成潛在危害。一些工業(yè)固體廢棄物因含有某些特定成分而被資源化用于農(nóng)業(yè)土壤改良，如磷石膏因含有一定量的正磷酸及含磷化合物而用于酸性土壤改良，導(dǎo)致土壤中Cr、Pb、Mn、As含量增加。包括電子廢棄物在內(nèi)的城市生活垃圾有組織或無組織堆放，因降水或潮濕等環(huán)境條件易導(dǎo)致重金屬元素以輻射狀向周圍土壤環(huán)境中擴散，形成局部土壤重金屬含量積累乃至超標[8]。

土壤重金屬污染的嚴重性及其環(huán)境行為并非由其數(shù)量決定，而更多的取決于污染物的化學(xué)形態(tài)。主要化學(xué)形態(tài)包括硅酸鹽結(jié)合態(tài)、氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài)及水溶態(tài)（即活性態(tài)），活性態(tài)重金屬相對易于遷移和被植物吸收。較農(nóng)業(yè)土壤而言，城市土壤重金屬活性態(tài)比例高，生物有效性高[9]。

2 土壤重金屬污染防控技術(shù)對策

2.1 污染源排放控制

由上述污染源解析中可以看出，土壤重金屬污染來源廣泛，對于工業(yè)“三廢”應(yīng)倡導(dǎo)先減排后處理的方式，淘汰落后工藝技術(shù)裝備及過剩產(chǎn)能，通過先進工藝技術(shù)的研發(fā)與推廣及合理的產(chǎn)業(yè)布局減少污染物的排放，降低土壤環(huán)境風(fēng)險；盡量將無組織排放轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織排放，污染物減量化后進行資源化處理，循環(huán)利用，發(fā)展生態(tài)型產(chǎn)業(yè)。對于交通運輸應(yīng)推行汽油無鉛化、高品質(zhì)化，減少機動車Pb的排放。對于能源熱力應(yīng)推行清潔能源、適當(dāng)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)與供給方式，遏制劣質(zhì)煤的使用，推廣天然氣等污染物釋放較少的能源,也是減少城市土壤重金屬污染的有效措施。

2.2 污染場地修復(fù)

污染場地修復(fù)方法主要包括物理法、化學(xué)法、微生物法、植被/礦物修復(fù)法等。

物理法主要是以熱處理法為主，使揮發(fā)性重金屬（如Hg、As等）從土壤中解吸出來或轉(zhuǎn)變成與土壤顆粒粘附固定的形式[10]，該處理方法雖然工藝簡單，但操作控制性差且能耗大、費用高、適用的污染物種類有局限性。

化學(xué)法主要是利用石灰、污泥或離子交換樹脂等修復(fù)劑，通過酸堿調(diào)節(jié)使重金屬離子被固定或交換，此外還有針對Cr6+的還原處理法，使其形成難溶性或毒性小的物質(zhì)，實現(xiàn)土壤修復(fù)，但被固定的污染物可能隨著土壤條件的變化重新釋放進入系統(tǒng)，存在一定的土壤環(huán)境風(fēng)險。

微生物法[11]主要是特異型細菌群落通過吸附/吸收、代謝等途徑固定或減少土壤重金屬，從而降低重金屬毒性或危害。此外，一些由細菌產(chǎn)生的特殊酶對鋅、鎘、鉛、銅等具有親和力，并且有一定的還原作用，也可降低土壤環(huán)境風(fēng)險。

植被/礦物修復(fù)法主要是通過非食用植物或穩(wěn)定型礦物對土壤重金屬進行吸附/吸收從而富集、固定，降低土壤重金屬含量，但由于富集驅(qū)動力較小，一般作用周期較長，同時可一定程度地調(diào)整土壤酸堿度、養(yǎng)分等相關(guān)生態(tài)因子，相對投資較小。

3 京津冀區(qū)域政府協(xié)同管理對策

3.1 完善地方政府應(yīng)對環(huán)境污染合作治理的法制體系

跨地區(qū)地方政府間應(yīng)對環(huán)境污染的合作治理體系必須具備完整的法制依據(jù)，從而形成低交易成本而有約束力的合作治理關(guān)系及合作機制。首先，建立健全有關(guān)政府合作的行政法和組織法法律法規(guī)，避免地方保護主義和行政壟斷，同時有效限制和劃分地方政府的權(quán)限，合作糾紛處理也應(yīng)有法可依，使達成司法公平；其次，建立健全區(qū)域環(huán)境污染治理的法律體系，責(zé)任劃分和執(zhí)行體系明確、完整、可操作。

3.2 以合作行政制度促進地方政府關(guān)系轉(zhuǎn)變

如果說縱向的政府間關(guān)系主要具有政治與行政意義的話，那么橫向地方政府間關(guān)系主要具有經(jīng)濟意義[12]。合作治理需要制度創(chuàng)新來協(xié)調(diào)地方政府間的利益關(guān)系。

首先，建立制度化的合作治理組織體系。組織機構(gòu)是地方政府合作治理的重要保障，由地方政府牽頭組建區(qū)域環(huán)境污染防控管理委員會，根據(jù)工作需要設(shè)置專業(yè)子領(lǐng)域或子區(qū)域的環(huán)境污染防控管理機構(gòu)，建立跨區(qū)域橫向管理與垂直管理相結(jié)合的網(wǎng)狀管理體系。

其次，完善地方政府間的協(xié)調(diào)管理機制。綜合運用法律法規(guī)、經(jīng)濟、機制體制等多層次管理系統(tǒng)，實現(xiàn)政府間合作政策體系、信息化互通聯(lián)動機制、環(huán)境污染事件應(yīng)急協(xié)作聯(lián)動機制、區(qū)域生態(tài)補償機制及合作治理的監(jiān)督和約束機制。

3.3 轉(zhuǎn)變政府職能適應(yīng)協(xié)同環(huán)境治理需求

政府職能轉(zhuǎn)變應(yīng)與經(jīng)濟社會的發(fā)展同步。作為公共服務(wù)的提供者，也環(huán)境治理的主要承擔(dān)者，地方政府應(yīng)對公共服務(wù)目標加以明確，然而，地方政府因?qū)蛹壊煌袚?dān)的環(huán)保職能也是有所區(qū)別的，因此更需要清晰的職能定位與責(zé)任劃分。同時應(yīng)充分發(fā)揮社會組織等多元社會力量的支撐作用，參與環(huán)境污染治理公共事務(wù)，形成多中心治理的合作范式。

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